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2024/12/06

天文科普 | 恒星的色彩密码

​恒星是构成银河系乃至整个宇宙的基本单元之一,它们犹如璀璨的明珠,照亮了黑暗的星际空间。当我们观测恒星时,通过光谱仪可以将恒星的光分解成不同波长的光,形成光谱,就像是恒星的独特指纹,每一种光谱类型都对应着恒星特定的物理性质。

那么,恒星的光谱类型有哪些呢?以下这张图能够清晰地呈现出恒星主要的光谱类型:

 

O 型星 —— 宇宙中的高温贵族

O 型星,这类恒星温度极高,通常在 30,000 - 50,000K。它们闪耀着蓝色或蓝白色的光辉,宛如宇宙中的蓝宝石。这类恒星的紫外辐射极强,因为高温使得它们在紫外波段的能量输出相当可观。例如猎户座腰带中的参宿一,它是典型的 O 型星。O 型星质量巨大,往往在 16 - 100 倍太阳质量之间。然而,巨大的质量也带来了短暂的寿命,它们就像夜空中转瞬即逝的烟火,一般只有几百万年。这是由于其内部剧烈的核聚变反应迅速消耗核燃料。

B 型星 —— 蓝白色的明亮之星

B 型星,温度稍逊于 O 型星,在 10,000 - 30,000K,呈蓝白色。其质量在 2.1 - 16 倍太阳质量范围。天津四就是著名的 B 型超巨星,位于天鹅座,距离地球约 2600 光年。它的光度高达太阳的 200,000 倍,是夜空中的耀眼明星,也是年轻恒星群体中常见的类型。

A 型星 —— 白色的优雅之星

A 型星,温度在 7500 - 10,000K,颜色呈白色。其质量约为 1.4 - 2.1 倍太阳质量。织女星是 A 型星的代表,它在天琴座中熠熠生辉,距离地球约 25 光年,质量约 2.1 倍太阳质量,表面温度约 9600K,而且自转速度较快。

F 型星 —— 黄白色的过渡之星

F 型星,表面温度为 6000 - 7500K,呈黄白色。在这个温度下,金属线(比氢和氦重的元素的谱线)开始在光谱中变得清晰。F 型星质量在 1.04 - 1.4 倍太阳质量之间,北河三就是 F 型巨星,位于双子座,距离地球约 34 光年,质量约 1.9 倍太阳质量。

G 型星 —— 我们熟悉的黄色恒星

G 型星,我们最为熟悉的太阳就是其中一员。它们温度在 5000 - 6000K,呈黄色。G 型星金属含量丰富,寿命较长。而且在银河系中,G 型星周围发现行星的概率相对较高,这使得它们在寻找外星生命的研究中占据重要地位。

K 型星 —— 橙色的温和之星

K 型星,温度在 3500 - 5000K,颜色呈橙色。质量通常在 0.45 - 0.8 倍太阳质量之间。其光谱中分子谱线(如 TiO 等)较为显著。橙矮星是 K 型星的一种,虽然它们比太阳小且温度低,但寿命可达数百亿年,远超太阳。

M 型星 —— 数量众多的红色小矮人

M 型星,是数量最多的恒星类型,温度低于 3500K,呈红色。质量多在 0.08 - 0.45 倍太阳质量之间。红矮星就属于 M 型星,它们的核聚变反应缓慢,寿命极长,可达数万亿年。半人马座比邻星就是一颗 M 型红矮星,距离地球仅约 4.2 光年,是我们太阳系的近邻。

除了光谱类型,恒星还可按质量分类,如超巨星、巨星、中型恒星、矮星;按演化阶段分为原恒星、主序星、红巨星等;按光度分类;按磁场强度分类;按化学组成分类等。这些分类方式从不同角度揭示恒星特性,它们相互补充,让我们能更全面地理解恒星的诞生、成长、衰老过程,为人类探索宇宙提供了更加丰富的线索。

恒星是构成银河系乃至整个宇宙的基本单元之一,它们犹如璀璨的明珠,照亮了黑暗的星际空间。当我们观测恒星时,通过光谱仪可以将恒星的光分解成不同波长的光,形成光谱,就像是恒星的独特指纹,每一种光谱类型都对应着恒星特定的物理性质。